Question

(10 分)用氮化硅（Si₃N₄）陶瓷代替金屬制造發(fā)動機的耐熱部件，能大幅度提高發(fā)動機的熱效率。工業(yè)上用化學氣相沉積法制備氮化硅，其反應如下：

3SiCl₄(g) + 2N₂(g) + 6H₂(g)Si₃N₄(s) + 12HCl(g)    △H<0

（1）在一定溫度下進行上述反應，若反應容器的容積為2L，3min后達到平衡，測得固體的質量增加了1.40g，則SiCl₄的平均反應速率為       ；該反應的平衡常數(shù)表達式為       。

（2）上述反應達到平衡后，下列說法正確的是              

a．其他條件不變，溫度升高，平衡常數(shù)K減小

b．其他條件不變，壓強增大，平衡向正反應方向移動

c．其他條件不變，增大SiCl₄物質的量，平衡向正反應方向移動

d．其他條件不變，增大Si₃N₄物質的量，平衡向逆反應方向移動

（3）一定條件下，在密閉恒容的容器中，能表示上述反應達到化學平衡狀態(tài)的是       

a．v_逆（N₂）=3v_正（H₂）         b．v_正（HCl）=4v_逆（SiCl₄）

c．混合氣體密度保持不變       d．c(N₂):c(H₂):c(HCl)=1:3:6

（4）若平衡時H₂和HCl的物質的量之比為m/n，保持其他條件不變，降低溫度后達到新德平衡時，H₂和HCl的物質的量之比      m/n（填“>”“=”或“<”）

 

Answer 1

【答案】

(10 分)

（1）0.005mol·L^-1·min^-1（2分）  K=c¹²(HCl)/c⁶(H₂)·c²(N₂)·c³(SiCl₄) （2分）

（2）ac （2分）  （3）bc  （2分） （4）< （2分）

【解析】

試題分析：

（1）3SiCl₄(g) + 2N₂(g) + 6H₂(g)Si₃N₄(s) + 12HCl(g)

3mol                                140g

n                                  1.40g

3mol*1.40g=140g*n

解得n=0.03mol

△c(SiCl₄)= =0.03mol/2L=0.015mol/L。

V(SiCl₄)= △c(SiCl₄)/t=0.015(mol/L)/3min=0.005mol·L^-1·min^-1。

化學平衡常熟等于反應物的濃度冪之積除以生成物的濃度冪之積的值，即

K= c¹²(HCl)/c⁶(H₂)·c²(N₂)·c³(SiCl₄)。

（2）b.增大壓強，平衡向體積減少的方向移動，即平衡逆向移動，故錯；

d. Si₃N₄是固體，改變其的量，平衡不移動，故錯；

故選ac。

（3）a．應為3v_逆（N₂）=v_正（H₂），故錯；d．濃度的比值不能判定是否平衡狀態(tài)，故錯。故選bc。

（4）降低溫度，平衡向放熱方向移動，即正向移動，故H₂和HCl的物質的量之比< m/n。

考點：反應速率的計算 化學平衡狀態(tài) 化學平衡的移動

點評：本題考查較為綜合，涉及反應速率、平衡常數(shù)、平衡移動以及電化學等知識，題目難度不大，注意把握影響平衡移動的因素以及平衡移動方向的判斷。